Grafenoaren gainazalean argi konprimitua hedatzeko sistema bat garatu dute nanoGUNEn

Zirkuitu eta gailu optikoek elektronikoek baino askoz azkarrago prozesatu ahal izango lukete informazioa, bai eta konputazioa egin ere. Baina mugetako bat argian bertan dago. Donostiako nanoGUNE ikerketa-zentroko Ikerbasque ikertzaile Rainer Hillenbranden hitzetan “toki gehiegi behar du”. Izan ere, argiak, hedatzeko, gutxienez bere uhin-luzerako espazioaren erdia behar du, eta espazio hori askoz handiagoa da gure ordenagailuen azken belaunaldiko oinarrizko osagai elektronikoak baino. Horrexegatik sortu zen argia konprimitzeko eta haren hedapena material jakin baten bidez nanoeskalan kontrolatzeko erronka.

NanoGUNEn erantzun bat eman diote erronka horri: antenetan oinarritutako sistema bat garatu dute, grafenoan zehar hedatzen den argi “konprimitua” abiarazi eta kontrolatzeko aukera emango duena.

Argi “konprimitu” hori gainazaleko plasmoiak dira. Eroapen-elektroien eta uhin luzera jakineko argiaren elkarreraginetik sortzen dira, eta materialaren gainazalean zehar hedatzen dira, uhin luzera oso txikiarekin. Grafenoaren kasuan, gainazaleko grafeno-plasmoiez baliatuz, nabarmen txikitu daiteke grafeno-geruza batean harrapatutako argiaren uhin-luzera: 10-100 bider, espazio librean hedatzen den argiarekin alderatuta. Horri esker, grafenoan zehar hedatzen den argiak askoz toki gutxiago behar du, eta, hori kontrolatzeko modua asmatuta, nanogailu optikoak diseina litezke.

NanoGUNEko, Bartzelonako ICFOko eta Grapheneako ikertzaileek —Rainer Hillenbrandek gidatuta— frogatu dute irrati-uhinetarako erabiltzen den antena-kontzeptua irtenbide egokia izan daitekeela argi konprimitua sortu eta kontrolatzeko. Science aldizkariaren argitaratutako artikulu batean ikertzaileek erakutsi dute grafenoan txertatutako tamaina nanometrikoko urre-barrek (zeintzuek argiaren antena moduan jokatzen duten) argi infragorria xurga dezaketela, eta, hori grafeno-plasmoi bihurtu, irrati-antena batek, kable metaliko batean, irrati-uhinak uhin elektromagnetiko bihurtzen dituen bezala. "Plataforma teknologiko moldakor bat aurkeztu dugu, antena optiko erresonatzaileetan oinarritua, grafeno-plasmoien hedapena abiarazteko eta kontrolatzeko. Aurkikuntza hori pauso garrantzitsua da grafeno-plasmoien zirkuituak egiteko", azaldu du Hillenbrandek.

Grafeno-plasmoiak izan badirela 2012an deskubritu zuen nanoGUNEko ikerketa-talde horrek berak. Metal-plasmoiak baino egokiagotzat jotzen zituzten ikertzaileek plasmoietan oinarritutako teknologia garatzeko, hain justu, eroapen-elektroiek grafenoan duten portaeragatik, argia konprimitzeko gaitasun askoz ere handiagoa luketelako. Baina 2012ra ez ziren gai izan grafeno-plasmoiak sortzeko.

Orain, beste pauso bat eman dute nanoGUNEko ikertzaileek, grafeno-plasmoiak sortu eta haien hedapena modu sinple batean abiarazi eta kontrolatzeko. Aurkeztutako plataformaren  abantaila nagusiak lirateke kitzikapen optiko hutsa aski dela grafeno-plasmoiak sortzeko, gailua konpaktua dela, eta, plasmoien fasea eta uhin-frontea zuzenean kontrolatu daitezkeela, antenen geometria egokituta. NanoGUNEn Pablo Alonso-Gonzálezen esanean “hori oinarrizkoa da argia fokatzean eta zuzentzean oinarritutako aplikazioak garatzeko”.

Manchesterko Unibertsitateko grafenoaren arloko ikertzaile Alexander Grigorenkok goraipatu egin du nanoGUNEk aurkeztutako plataforma, Physicsworld webgunean, hitz hauekin: “lan hau lorpen zientifiko esanguratsu bat baino gehiago da; (...) esango nuke munduan bi laborategik baino ezin dutela egin haiek egin dutenaren pareko zerbait”.